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ysshj

金虫 (小有名气)

[交流] [求助]精彩推荐:有关不同系综下的物理量计算方法是否一样的问题 已有3人参与

1、不同的平衡系综下,温度计算方法一样吗?
2、体系a为nve系综。
体系b为nve系综。
把a放在b上面,ab是否是nve系综。
3、体系a为nve系综。
体系b为nvt系综。
把a放在b上面,ab是什么系综?
4、ab中包括a、b两部分,如果a、b温控条件不一样,或者b固定,或者a赋予共同初速度,就是当平衡系综受到操纵后,温度计算方法有变化吗?

[ Last edited by 月只蓝 on 2014-6-17 at 15:30 ]
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abinitio

版主 (著名写手)

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月只蓝: 金币+2, 鼓励交流! 2014-06-17 15:29:10
很有意思的问题,也不是很懂,但愿意探讨一下
1. 温度的计算方法应该是一样的,T=2E/3k.但系综不同,动能的变化肯定是不一样的,所以 ,温度 的变化幅度是不同的。
2. 两个nve加在一起,应该还是nve吧
3. 这种模式没想明白,应该不会存在这种叠加系综吧,叠加后,粒子可以在两个系综盒子里自由移动吗?为什么这种叠加呢?先nve再nvt不行吗?
4. 温度是个统计值,如果你以得到体系的总平均动能,就能得到平均温度值吧
2楼2014-06-07 23:23:33
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ysshj

金虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by abinitio at 2014-06-07 23:23:33
很有意思的问题,也不是很懂,但愿意探讨一下
1. 温度的计算方法应该是一样的,T=2E/3k.但系综不同,动能的变化肯定是不一样的,所以 ,温度 的变化幅度是不同的。
2. 两个nve加在一起,应该还是nve吧
3. 这种模 ...

多谢指点!
带附加条件的系综,比如载荷、约束、局部温控,或是考虑势能,温度计算方法不变吗?我没看过这种推导,所以不确定。
不太懂统计力学,请大家耐心指点一下,感激不尽。
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3楼2014-06-09 09:43:17
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abinitio

版主 (著名写手)

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月只蓝: 金币+2, 鼓励交流! 2014-06-17 15:29:15
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3楼: Originally posted by ysshj at 2014-06-09 09:43:17
多谢指点!
带附加条件的系综,比如载荷、约束、局部温控,或是考虑势能,温度计算方法不变吗?我没看过这种推导,所以不确定。
不太懂统计力学,请大家耐心指点一下,感激不尽。...

根据能量均分定理,分子动能应该是平均在x,y,z三个自由度的,每个自由 度方向上的平均动能是;kT/2,所以,E=3kT/2. 我们做MD,应该不考虑转动和振动情况的,所以,这些外加条件应该对温度的计算影响不大。
但还是如上面所言,不同的系统,持控制的参数是不同的,导致温度的波动范围肯定是非常大的,因此,不同的系统,应该是有区别。
4楼2014-06-09 10:37:50
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lsloneil

专家顾问 (正式写手)

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月只蓝: 金币+2, 鼓励交流! 2014-06-17 15:29:31
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3楼: Originally posted by ysshj at 2014-06-08 13:43:17
多谢指点!
带附加条件的系综,比如载荷、约束、局部温控,或是考虑势能,温度计算方法不变吗?我没看过这种推导,所以不确定。
不太懂统计力学,请大家耐心指点一下,感激不尽。...

对于所有的MD simulation,模拟过程中所计算的温度都是瞬时温度,也就是根据粒子平均动能得到的温度


所以MD中输出的温度反映的其实是体系的平均动能及其涨落。参见Understanding Molecular Simulation 4.1和6.1.
5楼2014-06-09 13:24:31
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老虎大王

木虫 (著名写手)

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月只蓝: 金币+5, 感谢指导! 2014-06-17 15:29:38
1、不同的平衡系综下,温度计算方法一样吗?
一样。

2、体系a为nve系综。
体系b为nve系综。
把a放在b上面,ab是否是nve系综。

体系a为NVE系综,这个话就是不对的。根本不能说一个体系是什么系综,系综是统计力学中的一种思想方法,并不是实体或者研究对象。你有一个体系a,这个体系是你研究的对象,你可以用NVE系综方法或者用NVT系综去研究,但是体系a这个对象本身不会因为你选择什么样的系综而发生变化。所以现在你只能说是在NVE系综下模拟体系a。 你现在把a 和b两个体系放在一起,那就只能说是a区域 和b区域内的原子运动方程都是按照NVE系综方法来积分的。那么整个a+b区域内的原子也就都是NVE系综下的积分了,即在原子数、体积和总能量守恒的条件下积分。


3、体系a为nve系综。
体系b为nvt系综。
把a放在b上面,ab是什么系综?

同样的道理,你不能说这个是什么系综,系综不是实体。你只能说是在NVE守恒的条件下积分a区域内的原子运动方程,而b区域内的原子运动方程是在NVT系综条件下积分的。 那么整个a+b体系是用什么系综来研究的呢?这个没有办法说,因为你既然用不同的方法来模拟a和b,那也就意味着你不打算,也不大可能把a+b作为一个整体来研究了,你干什么又要问a+b用的是啥系综呢?


4、ab中包括a、b两部分,如果a、b温控条件不一样,或者b固定,或者a赋予共同初速度,就是当平衡系综受到操纵后,温度计算方法有变化吗?

温度计算方法没有变化。
6楼2014-06-09 14:11:40
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ysshj

金虫 (小有名气)

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5楼: Originally posted by lsloneil at 2014-06-09 13:24:31
对于所有的MD simulation,模拟过程中所计算的温度都是瞬时温度,也就是根据粒子平均动能得到的温度
{\langle \frac{1}{2}mv^2_x\rangle = \frac{1}{2} k_B T

所以MD中输出的温度反映的其实是体系的平均动能及 ...

多谢指点!
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7楼2014-06-09 15:45:17
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ysshj

金虫 (小有名气)

每个自由度方向上的平均动能是kT/2,这是定义吗?我看到过理想气体nve,nvt系综下的推导,带附加条件后可以推导出来吗?还是按定义算?
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8楼2014-06-09 15:47:10
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ysshj

金虫 (小有名气)

引用回帖:
6楼: Originally posted by 老虎大王 at 2014-06-09 14:11:40
1、不同的平衡系综下,温度计算方法一样吗?
一样。

2、体系a为nve系综。
体系b为nve系综。
把a放在b上面,ab是否是nve系综。

体系a为NVE系综,这个话就是不对的。根本不能说一个体系是什么系综,系综是统 ...

多谢指点!
可以理解为当前体系是某种系综里的一种情况吗?
举个例子,如果想模拟一层石墨烯在三层石墨上的运动,整体设为nve,第四层固定,第三层加温控,然后第一层添加整体速度,这样可以吗?
第三层温控全部,或者温控一半,这对这个整个体系或者第一层的温度计算方法没影响吗?
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9楼2014-06-09 16:05:43
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老虎大王

木虫 (著名写手)


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引用回帖:
9楼: Originally posted by ysshj at 2014-06-09 16:05:43
多谢指点!
可以理解为当前体系是某种系综里的一种情况吗?
举个例子,如果想模拟一层石墨烯在三层石墨上的运动,整体设为nve,第四层固定,第三层加温控,然后第一层添加整体速度,这样可以吗?
第三层温控全部 ...

关于温度是如何计算的,别人在5楼已经说得清清楚楚了。
10楼2014-06-09 16:35:42
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